Геральд Матюшин - У истоков человечества
Радиация была настолько сильной, что, когда Беккерель подошел к экрану, покрытому барием, тот начал сильно светиться — лучи свободно проходили через пальто. Когда экран сняли и поднесли к Беккерелю с противоположной стороны, экран также засветился — лучи свободно проходили через все тело Беккереля. Прошло 10 дней после лекции, и Беккерель вдруг обнаружил на груди прямо против кармана, где ранее лежала коробочка с радием, маленькое красное пятнышко. Через несколько дней оно разрослось и приняло форму и размеры той трубки, в которой было радиоактивное вещество. Потом началась сильная боль, кожа растрескалась, и образовалась язва. Прошло два года, а на груди Беккереля все еще был виден шрам от действия радиации. Узнав об этом, Пьер Кюри привязал к руке радиоактивный препарат на 10 часов, и у него тоже образовался сильный ожог. В другой раз он попробовал поносить в кармане крупинку радия полчаса, и через 16 дней на коже у него также образовался ожог.
Радиацией заинтересовались врачи и сразу же установили, что радий сильнее всего действует на быстро размножающиеся клетки. Причем излучение казалось вечным — маленький кусочек вещества беспрерывно излучал радиацию, не уменьшаясь в размерах и не изменяясь внешне. На нее не влияли ни сильный жар, ни сильный холод, ни самое высокое давление, какого только могла достичь техника. Лучи, испускаемые ураном или продуктами его распада (радием и другими), не становились ни слабее, ни сильнее.
Еще в 1903 г. известный английский физик Э. Резерфорд установил, что одна часть лучей радиации отклоняется под сильным магнитным воздействием в разные стороны (α- и β-лучи), а другая — не поддается влиянию и самого сильного магнита (γ-лучи). Самая большая проникающая способность у гамма-лучей; если миллиметровый слой свинца задерживал большую часть бета-лучей, то гамма-лучи проходили через свинец свободно.
Было установлено, что уран постоянно распадается и превращается в другие вещества, например в радий, который в свою очередь также распадается на различные элементы. Скорость распада их неодинакова. Так, срок «жизни» радия — 1600 лет, а срок жизни урана — почти 5 млрд. лет.
Уже в 20-е годы XX столетия было замечено, что почти невидимые и абсолютно нечувствительные лучи даже в малой дозе оказывают вредное влияние на организм. Первыми от них пострадали физики, работающие с ураном (первооткрыватели радиоактивности — Мария Склодовская-Кюри, Фредерик Жолио Кюри и Ирэн Кюри, как известно, умерли от облучения), затем и рентгенологи. В 1936 г. в Гамбурге был открыт памятник погибшим от радиации — рентгенологам и радиологам всех стран. На нем было указано 110 имен.
Стали наблюдаться и болезни, вызванные облучением. Еще в 20-е годы появились описания рака легких у горняков, работавших на урановых рудниках. Но все эти факты мало волновали общественность мира. Никто, кроме небольшой группы специалистов, не знал ни о радиоактивности, ни о ядерных процессах. Естественно, что и средств на эти исследования отпускалось мало, и развивались они медленно. Но вдруг все изменилось. Казалось, весь мир, как бы проснувшись, стал проявлять жгучий интерес к радиации. Это «вдруг» началось после 6—9 августа 1945 г.
6 августа 1945 г. над Хиросимой была взорвана атомная бомба. В радиусе 1 км от эпицентра погибло все (бомба взорвалась на высоте 500 м). Из 400 тыс. жителей к концу августа умерло 140 тыс. человек. Через три дня — 9 августа 1945 г. атомная бомба была брошена американцами на Нагасаки.
Человечество узнало о неведомой энергии. Прежде всего поражала ее мощность — 1 кг урана давал столько же энергии, сколько 2500 кг угля. Но эта энергия была и губительной. В Хиросиме в первые дни погибали те, кто находился в радиусе 0,5 км от эпицентра, затем те, кто находился в радиусе 1 км. Около 80% тех, кто был на расстоянии до 1 км от эпицентра, погибли в течение 8 недель. Вначале врачи думали, что люди умирают от дизентерии, но прошло 6 лет, а люди продолжали болеть и умирать.
Прошло 20 лет, а люди, бывшие в Хиросиме во время взрыва или приехавшие туда сразу после взрыва, продолжали заболевать и умирать. Больше всего страдали они от раковых опухолей и лейкоза — рака крови. Прошло уже 35 лет со дня взрывов в Хиросиме и Нагасаки, а люди все еще здесь заболевают от облучения[17]. Выяснилось, что средняя продолжительность скрытого периода рака у человека (от попадания в организм радиоактивных веществ до обнаружения опухоли) от 19 до 30 лет. Обреченными становятся не только сами облученные, но и их дети.
Общая схема биологического действия ионизирующего излучения (по С. А. Ландау-Тылкиной, 1974)
Оказалось, что ядерные взрывы в Хиросиме и Нагасаки привели к нарушению наследственности: у детей, родившихся через много лет после взрыва от облученных родителей, наблюдались врожденные уродства, умственная отсталость и т. п.[18]
Влияние радиоактивности на наследственность впервые было замечено еще в 20-е годы. Русские генетики Г. А. Надсон и Г. С. Филиппченко в 1925 г. установили, что при облучении дрожжевых грибков радием получаются радиомутанты. В 1928 г. Н. П. Дубинин, облучая мушек дрозофил, обнаружил, что радиация приводит к делению гена. (До этого открытия ген считался неделимым.) В те же годы советский генетик С. С. Четвериков привел убедительные доказательства о влиянии радиоактивности на наследственную изменчивость. Американские генетики повторили опыты советских ученых по облучению рентгеновскими лучами дрозофилы и обнаружили, что частота мутаций при этом увеличилась в 150 раз! В 1935 г. Н. В. Тимофеев-Ресовский доказал, что мутационные изменения, вызванные облучениями, ничем не отличаются от естественных мутаций.
Однако в те годы радиация еще не привлекала такого широкого внимания ученых. Основные исследования влияния радиации на наследственность сделаны Н. П. Дубининым и другими после взрывов в Хиросиме и Нагасаки, когда эта проблема встала перед человечеством во весь свой рост.
«Радиационная генетика, родившаяся в 1925—1930 гг. в опытах с клетками дрожжей и с дрозофилой... с 1945 г. превращается в одно из направлений новой биологии, прямо касающейся здоровья человечества. При атомных центрах возникают отделы радиационной биологии и генетики, в которых... начали проводиться опыты по моделированию влияния радиации на наследственность человека.
Метод получения мутаций с помощью радиации и химических соединений стал основным в получении высокоэффективных продуцентов целого ряда ценнейших лекарственных, пищевых и других веществ. Когда был открыт пенициллин, его стоимость в буквальном значении этого слова была выше золота. Теперь... это лекарство стало доступно каждому... Управлять процессами мутаций — значит овладевать одной из самых могущественных сил природы» (Дубинин, 1975).
Исследования показали, что чем выше организовано животное, тем более чувствительно оно к радиации. Так, мыши «радиочувст-вительнее» мушки дрозофилы в 15 раз, обезьяны — в 30—50 раз. Человеку и человекообразным обезьянам для изменения наследственности требуется гораздо меньшая доза радиации, чем всем другим животным. Средняя летальная доза (доза, при которой гибнет не менее 50% облученных организмов) для обезьяны — 550—600 рентген[19], для кролика — 800, для змеи — 30—20 тыс. Р, а инфузория выдерживает от 300 до 330 тыс. Р. Насекомое гибнет только при 85 тыс. Р. В ядерном реакторе, где доза облучения 10 млн. рад в сутки, были обнаружены бактерии, которые размножались, делились и чувствовали себя прекрасно. Не только бактерии, но и многие растения имеют большую радиоустойчивость.
По-разному реагируют на облучение и люди. Наибольшая чувствительность в эмбриональном периоде, особенно во время активной закладки органов, у человека — через 2—6 недель после зачатия. Доза, абсолютно безвредная для матери, может вызвать серьезные нарушения в развитии плода. Молодые организмы чувствительны и после рождения. Кроветворные органы человека начинают реагировать при дозе 1—10 Р, а зрительные ощущения при облучении сетчатки возникают при 1 млн. Р, при 0,05—4 Р изменяется система биотоков и условных рефлексов.
Сильнее всего страдает нервная система: кролику облучили небольшой участок на одной ноге, через два дня образовалась язва, а еще через несколько дней появилась язва на таком же месте и на другой, необлученной ноге. Такое симметричное расположение могло появиться только как реакция нервной системы организма. Одна и та же доза, не оказывающая сильного влияния на остальные части тела, при облучении головы действует очень сильно, причем особенно при облучении лица. Биотоки мозга меняются уже при дозе 2—4 Р через 30—60 секунд. Щенки, которых облучали слабыми дозами в эмбриональном развитии, становились несообразительными и вялыми. При шуме вообще терялись и забивались в угол.
